brdf_hapke — 3D `render` op

• データ種: normalmap → image2d

• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.brdf_hapke(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), w: 'float' = 0.42, g: 'float' = -0.35, B0: 'float' = 0.87, h: 'float' = 0.01, roughness_deg: 'float' = 26.0) -> 'np.ndarray' (実装を直接呼ぶなら import render_shade; render_shade.brdf_hapke(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), w: 'float' = 0.42, g: 'float' = -0.35, B0: 'float' = 0.87, h: 'float' = 0.01, roughness_deg: 'float' = 26.0) -> 'np.ndarray'、台帳から引くなら ops3d.get("brdf_hapke"))

使い方

Hapke 反射則(対向効果 + 多重散乱 + 巨視的粗さ θ̄)で法線マップを陰影付けし I/F (H, W) を返す。

既定値はイトカワの S 型典型値(Kitazato et al. 2008): w=0.42, g=−0.35, B0=0.87, h=0.01, θ̄=26°。位相角は light/view から一定値として求める(平行光・正射影近似)。

fail-closed: 各パラメータの範囲外・法線形状不正は ValueError。

brdf_shade の model='hapke' の薄い包みで、各画素の μ0 = clip(N·L,0,1)、μ = clip(N·V,0,1) と、画面全体で一定の位相角 g = arccos(L·V)(ラジアン)を hapke_reflectance に渡し、I/F = π·r を返す。r は (w/4π)·μ0e/(μ0e+μe)·[(1+B(g))P(g) + H(μ0e)H(μe) − 1]·S で、多重散乱項 H は常に有効。

• normals: float (H, W, 3)、長さ 0 = 背景(出力 0)。単位化は内部で行う。

• light / view: 面→光源、面→視点の方向(内部で単位化、ゼロ長は ValueError)。

• w: 単一散乱アルベド (0, 1]。

• g: Henyey-Greenstein の非対称パラメータ、(−1, 1) の開区間。負で後方散乱。

• B0 / h: 対向効果(opposition surge)の振幅と角幅。B0 > 0 なのに h == 0 は ValueError。B0 = 0 で対向効果なし。

• roughness_deg: 巨視的粗さ θ̄ を度で与える(内部で rad に変換)。0 で粗さ補正なし(μ0e=μ0, μe=μ, S=1)。負・非有限は ValueError。

返り値は float64 (H, W) の I/F で、[0,1] に正規化しない(負値は 0 に切る)。影(他の面による遮蔽)は含まないので、必要なら cast_shadow / shadow_raycast の可視性マップを掛ける(render_regolith は shadow_raycast と組み合わせる)。μ0 か μ が 0 以下の画素は 0。

背景知識ガイド(この op の手前にある物理・規約)

• blender_interop — Blender との併用 — 形を作って fullseye で測る(軸・単位・正解データの罠)

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• itokawa_regolith_hero — py -3.11 examples_3d/itokawa_regolith_hero.py

型が繋がる次の op(`image2d` を入力に取れる)

fuse_to_voxel · fit_poly_surface · eval_poly_surface · surface_form_error · background_flatten · polar_unwrap · fit_zernike · matcap_shade

同カテゴリ(`render`)

project_points · render_point_depth · render_volume_projection · render_shaded · ambient_occlusion · cast_shadow · phong_shade · matcap_shade

*Provenance: render_shade.py — 3D operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

brdf_hapke — 3D render op

使い方